将来的U盘，容量5万G

丛中笑

“自从石墨烯制成，这种材料就成为了物理学和材料学研究领域的关注焦点之一。这次诺奖的结果也印证了这一点。”记者联系了物理学教授、杭州师范大学校长叶高翔，他对于今年物理学奖的结果不意外。

“石墨烯”为何所向披靡

叶高翔对本次诺贝尔物理学奖的理解，主要集中在这样一个逻辑链上：

目前，微电子产品的主要参数包括高集成度、低能耗、高速翻转等，决定这些参数的主要因素是集成电路中元器件的结构和集成度。要解决这些问题，降低元器件以及集成电路的维度成为关键。

如何解决这一问题呢？叶高翔说，纳米碳管可能是未来电子元器件的主打材料。纳米碳管为什么会被主选？人们已用它制备出纳米尺度的晶体管，纳米碳管还是极好的连线，因为它体积小，还有许多独特的功能，如能耗小，集成度高等。而海姆和诺沃肖洛夫研制的石墨烯，是典型的二维单原子层材料，除了其自身独特的物理和化学特性之外，用它来卷成直径不同的纳米碳管也是其重要用途之一。

迄今为止的电子产品一般均为三维系统，或准二维系统。但单原子层石墨烯是一种真正意义上的二维材料。这就意味着它有许多二维材料独特物理效应，很多理论物理问题将可在这一系统得到实验的验证。

手机充电一次用一年

除了这一重大的理论意义之外，更重要的是这种材料将在应用领域发挥巨大作用，或者说，真正意义上的零维（量子点）、一维（原子线，纳米线、纳米碳管等）和二维（单原子层石墨烯）电子元器件和集成电路将逐渐成为未来电子元器件的主角。


石墨烯可以卷成直径不同的纳米碳管，所以碳管也可被视作是卷曲的二维材料。并且，这种材料因为维度小，集成度极高。叶教授举了个形象的例子，比如现在一个U盘有5G大，但这已远远不能满足实际需求了。将来我们希望集成度更高，制造5万G甚至更大容量的存储盘。并且，因为集成度高，它还能提高计算机的翻转速度，同时，也大大降低了电器的运转功耗。“比如今天的手机，充一次电能维持10个小时，将来的手机，也许只需要充一次电，就能工作一年。”

另外，纳米碳管、石墨烯等材料已经开始得到应用。所以，此类碳家族二维材料的运用一定会越来越广泛。